1、為了滿足器件小型化、集成化以及模塊化需求,低溫共燒陶瓷LTCC(LowTemperature Co-fired Ceramics)技術以其優(yōu)異的電學、機械、熱學及工藝特性,是一個非常重要的集成技術廣泛用于小型化器件制造中。本論文以Ba4LiNb3O12、Ba4LiTa3O12、Li2CoTi3O8、Li2Co1-xZnxTi3O8、Li2+xMgTi3O8+0.5x、Li2+xZnTi3O8+0.5x陶瓷為研究對象,通過實驗研究,開發(fā)出

2、一系列中等介電常數(shù),且能與Ag電極共燒的LTCC微波介質陶瓷配方體系,并對其燒結機理進行了研究和總結。
　　 (1)以Ba4LiNb3O12、Ba4LiTa3O12為研究對象,采用少量的BaCu(B2O5)(BCB)為燒結助劑,將Ba4LiNb3O12、Ba4LiTa3O12陶瓷由1160℃、1325℃左右的相變溫度點降至950℃以下,并且陶瓷的燒結溫度得到有效的降低,從1275℃、1450℃降至950℃以下,諧振頻率溫度系數(shù)得

3、到有效的改善,微波介電性能惡化不大,并且這三種低燒陶瓷與 Ag電極具有很好的化學兼容性,是理想的LTCC微波介質陶瓷材料。
　　 (2)通過傳統(tǒng)的固相反應法合成了鋰基尖晶石型Li2CoTi3O8陶瓷和Li2ZnxCo1-xTi3O8陶瓷固溶體,該類陶瓷具有重量輕、材料成本低、燒結溫度低以及微波介電性能優(yōu)異等優(yōu)點。Li2ZnxCo1-xTi3O8(X=0.2-0.8)陶瓷的微波介電性能隨著Zn取代量的不同介于端元化合物Li2ZnT

4、i3O8和Li2CoTi3O8之間,呈線性變化趨勢,其最佳燒結溫度隨x值的增加而增加。當燒結溫度為1050℃時,Li2Zn0.4Co0.6Ti3O8陶瓷展現(xiàn)了一個最佳的微波介電性能:介電常數(shù)(～27.7),高的品質因數(shù)(～57100 GHz),以及較低的諧振頻率溫度系數(shù)(～-1.0 ppm／℃)。通過添加少量的BCB、B2O3燒結助劑,Li2CoTi3O8陶瓷的燒結溫度由1025℃燒結溫度降至900℃,微波介電性能影響不大,諧振頻率溫度

5、系數(shù)得到了有效的提高。通過對比研究解釋了液相低溫燒結機制,并且BCB及B2O3添加后的低燒陶瓷都能與Ag電極能很好的兼容,是理想的LTCC備選材料。
　　 (3)通過采用固相反應法對尖晶石結構的Li2+xATi3O8+0.5x(A=Zn,Mg)陶瓷進行非化學計量比的研究,以缺陷控制和微結構調控來優(yōu)化介質材料的微波介電性能。對于Li缺失的陶瓷,隨著Li含量逐漸減小,第二相逐漸出現(xiàn),陶瓷的致密度逐漸降低,介電常數(shù)升高,Q×f值先上升

6、再下降諧振頻率溫度系數(shù)逐漸升高。對于Li過量的陶瓷,隨著Li含量逐漸增大,Li2+xMgTi3O8+0.5x陶瓷逐漸生成了LiTiO2的相,介電常數(shù)逐漸降低,Q×f值逐漸下降,諧振頻率溫度系數(shù)基本保持不變。Li缺失的Li1.95ZnTi3O7.975、Li過量的Li2.1MgTi3O8.05陶瓷分別獲得最佳的綜合微波介電性能。
　　 (4)結合本文各章節(jié)材料實驗研究,對低溫液相燒結過程進行了詳細闡述,解釋了出現(xiàn)異常晶粒長大的原因